公路橋梁施工中軟土地基施工技術應用研究

王鴻濤

（上饒京寶路橋工程有限公司，江西上饒334100）

0 引言

軟土是一種高抗濕、高抗壓、低滲透的黏土，在施工過程中很容易對支架加壓，使支架體積膨脹，最終導致土壤滑坡等危險事故，增加項目的整體風險。鑒于公路橋梁建設項目建設規模不斷擴大的趨勢，有必要研究公路橋梁建設中軟土地基的具體施工方法和應用場景，提高公路橋梁工程的質量安全，延長使用壽命。

1 公路橋梁施工中軟土地基的特征

公路橋梁施工過程中，經常遇到土壤含水量高、不穩定的軟土層，土壤內部結構有較大裂縫，導致軟土自身抗彎能力減弱，此外施工和降雨形成大量殘余水，降低了基礎結構的功能性和穩定性。軟土基質包括濕沉積物、軟黏土、淤泥和其他黏土。因此，在施工過程中，應針對各種地質土合理選擇施工方法，從而提高整體施工質量[1]。

2 公路橋梁工程軟土地基施工現狀

2.1 含水量高導致淤泥量較高

軟土主要由泥炭、黏土和灰塵組成。在公路橋梁工程中，軟土地基非常不穩定。如果不將軟土地基作為公路橋梁施工的基礎處理，可能造成基礎沉降，阻礙公路橋梁的施工，對整個公路橋梁的施工安全造成隱患[2]。

2.2 滲水性能較差

在公路橋梁施工中，由于地基軟和施工現場的高濕度，降低了地基的透水性、穩定性，減緩了混凝土施工和加固的混凝土澆筑過程。在施工過程中，如果不能及時排出軟土中的水分，也容易造成路基沉降，降低整體施工效率[3]。

2.3 容易發生地基塌陷

公路橋梁施工現場存在軟土地基時，需改進軟土施工技術，從整體上提高公路橋梁施工質量。由于軟土的高壓和各施工段的地質條件影響，軟土施工難度較大。如果沒有及時處理軟土問題，公路橋梁基礎可能坍塌。

3 公路橋梁工程中軟土地基施工技術

3.1 爆破技術

為解決缺水問題，許多企業會開采地下水，導致地下漏斗的形成。地下水位下降，軟土黏土和粉土層中的水會滲出，增加總地面壓力，導致建筑物吃水，影響軟土道路和公路橋梁的建設。為了有效解決這一問題，公路橋梁施工人員可以使用炸藥進行爆破，清除土壤沉積物，提高土壤穩定性，并結合其他方法進行進一步處理。爆炸裝置會在一定程度上影響建筑物的強度和安全，風險非常高，因此在使用前施工人員必須采取措施穩定和加固建筑物，并考慮其對環境的影響。爆破技術效率高、效果明顯，一般適用于開放的區域，如沿海公路橋梁或海灘等[4]。

3.2 高壓噴射注漿法

高壓噴射機可以高壓噴射水泥，將水泥、粉塵等高強度材料注入軟基深度，提高整個地基的強度。高壓噴射通過特殊合金噴嘴注入泥漿，沖擊破壞土，使土粒在漿液中攪拌均勻，在土內形成固結體。高壓束流壓力可達40MPa，施工深度可達25～40m，最大直徑可達2m，強度穩定。鋼筋周圍噴射漿液，使其融合在一起構成復合地基，垂直樁、水平樁和傾斜樁可旋轉噴涂。只要適當分布和使用固化劑，每個結構都可以獲得相應的強度。高壓噴射注漿法適用于含水量高的軟弱地基，如淤泥、黏土、灰塵等。

3.3 粉噴樁加固法

目前，我國許多施工企業在公路橋梁施工過程中使用粉末填充路堤，該技術具有承載能力高、噪聲小的特點。主要施工步驟如下。

第一階段，清理施工現場，保持基礎穩定。如果在基礎上發現不均勻的地方，可以添加一些砂巖，然后壓實，確保土壤密度一致。在施工機械的運行過程中，為保證施工機械的正常運行，必須用礫石對局部軟弱土層進行緩沖。施工前，準備粉噴樁所需的工程資料、地質報告、工程地質試驗等；按要求選擇水泥、原材料、石灰、灰粉，以保證生石灰的清潔；對組合鉆機、粉末分配器等施工機械進行試驗選型，以符合橋梁施工專業標準[5]。

第二階段，在非工作場所鋪設砂巖不僅可以使基礎表面平整，有利于建設項目，還可以提高基礎的穩定性。同時，在施工過程中，要提前進行檢測，根據施工現場實際情況確定施工過程中的各項參數，并嚴格遵守相關規定，確保粉噴樁施工質量。

3.4 擠密樁法

擠密樁施工技術在黃土濕陷地區得到了廣泛應用。基礎鉆孔后，將路基的素土、石灰土和砂礫石壓入樁孔，然后分層壓實。對于路基厚度較大黃土采用擠密樁法，具有場地原位處理、深層壓實、就地取材等優點。擠密樁是將灰、渣等材料按一定比例混合后回填或夯實的方法。一般情況下，石灰與外加劑混合時，由于其水硬性和空氣硬度，體積會膨脹，實現基本的壓實效果。擠密樁通過振動和沖擊將砂、礫石等材料引入軟土孔隙，增加地基荷載，提高軟土整體穩定性[6]。

3.5 置換法

置換法的最終目的是提高軟土的承載力，減少路基變形。其基本原理是用碎石、石灰等高強度模塊化材料替代土壤中的弱土層，使路基滿足施工設計要求，提供更強的路基結構層，提高土壤的穩定性。

3.6 砂礫墊層處理技術

砂礫墊層處理技術是公路橋梁施工中處理軟土地基的一種重要方法。通常用于軟土較薄、排水能力強、礫石質量高、施工進度不緊張的施工條件下。一般而言，礫石層的厚度設定在12～24cm之間。該技術的應用原理是加速軟土在重力荷載作用下的凝結速率，提高排水水平。在選擇礫石鋪設材料的過程中，應采用中粗砂或礫石較多、含泥量較少的材料。

3.7 拋石擠淤處理技術

為了提高地基的整體強度，根據科學計算，可以采用垃圾填埋等方法。這種方法的特點是施工簡單，適用于不易供水的軟土地區，這些地區的沉積物和地表多年來都很軟，礫石可能沉降到沉積物中約3～4m。當某一地區的軟土較厚且土壤流動性較高時，難以有計劃地對基礎進行排水。施工單位可采用巖石爆破法對軟土進行處理。工作材料主要為穩定、堅硬、風化較弱的巖石。頁巖厚度一般控制在30cm左右。傾倒時應嚴格遵循科學的流程和順序，可從公路橋梁中間向兩側擠壓。只有這樣，才能擠出基底中大量的沉積物，并成功地從兩側清除[7]。

3.8 表面處理技術

在軟土處理過程中，為確保施工項目順利進行，施工人員可采用表面處理技術對軟土進行處理。該技術通過填土和排水措施調整軟土的表面強度，使其能夠承受應力和剪切變形，并為其他施工工藝奠定基礎。處理表面時，施工人員應考慮到軟土表面硬度，確保其與地面荷載兼容，以便雙方能夠平衡荷載，避免由于土壤太硬而導致回填，不利于施工穩定。此外，施工過程中會遇到特殊的軟土層，如表面強度適中但內部濕度較高的土層，需要在溝槽開挖前進行開挖，排出土壤中的多余水分，提高軟土強度，確保后續機械施工。

3.9 砂墊層技術

在公路橋梁施工期間，常遇到厚度較小的軟土，這些軟土具有礫石特性和排水特性。此類軟土可采用砂墊層技術，在使用過程中應確保砂墊層材料的選擇，必須按照國家質量標準保證材料質量，由于中粗砂具有質地堅硬、物理性質顆粒含量高的優點，適合軟土墊層，因此，需要采用中粗砂填筑墊層，提高其穩定性和承載力。砂墊層還可以提供良好的滲透效果，鋪設在土壤中形成抗剪強度，改善軟土的沉積。在鋪砂過程中，應注意不要輕易移動墊層下的土層，否則會影響墊層的穩定性。此外，每層厚度應保持在150mm左右，軟土層鋪設過程中，施工人員應使用振搗器進行多次振搗，或采用溜槽等運輸通道配合人工操作。最后，墊層砂層完全鋪設后，可聘請檢查員監督工作。此外，施工檢驗員應進行壓實系數不小于0.94的測量，每100m2保持一點以上，以盡可能保證墊層的施工質量，保證墊層的排水效果。

3.10 強透水層地基處理技術

強透水層地基處理技術一般適用于硬路堤。強透水層是指礫石、卵石等強透水地層等地基土，基礎開挖過程中容易產生大量的失水，嚴重時會出現管道，導致基礎形成固定的水渠。由于滲透性高，失水率非常快，難以控制，容易在管道中造成問題。一旦管道出現問題，其壓力將增加，這將使結構不穩定，因此必須采取防滲措施。例如，注入高壓溶液，形成有效的防滲墻，提高過濾能力，穩定地基。

3.11 鋼筋加固技術

在公路橋梁施工中，可以在軟土中添加鋼筋混凝土來加固基礎和改善基礎結構。施工過程中，必須嚴格控制混凝土配合比，選擇高性能鋼筋改善軟土性能。但這種直接加固的方式效率較低，雖然可以從根本上提升土壤土質，但同時也會提升工程的投資成本，比較適用在工程投資資金較為豐厚且對于土體與建筑要求較高的施工，可以發揮出良好的效果。

4 公路橋梁施工中軟土地基的試驗檢測

4.1 承載力檢測

公路橋梁基礎施工必須進行必要的試驗。靜態試驗或高荷載變化的應用，可以幫助公路橋梁施工企業獲得基礎荷載的相關數據，并根據不同檢測對象的細微差異進行具體分析和方法選擇。例如如果測試對象是預制樁或小直徑混凝土樁，最好使用靜態測試的方法。

4.2 巖土性狀檢測

充分確定巖土的特性可以更有效、更快地確定地基土壤的荷載。一般來說，根據承載力的大小，巖土工程特征檢測可分為動態特征檢測和靜態特征檢測兩種不同的方法。在進行靜態特性試驗時，可采用負載試驗法或靜態接觸法。此外，由于巖土地基土工試驗程序的相對復雜性，在動力特性試驗過程中，工作人員要嚴格遵循相關技術標準,這樣才可以更準確地體現出地基基礎物理力學特性。在巖土工程作業過程中,為進一步提升工程作業效率和作業進度,檢測人員應積極地搜集各種各樣的參數,創建地基基礎變量模式,進行靜力觸探試驗,從而更加全面、深入地掌握巖土工程地基基礎的土質特性和狀況,讓接下來的工程施工有更加準確的資料參考。

5 確保公路橋梁工程地基結構穩定性的綜合措施

5.1 做好前期的環境調研與施工方案設計

由于缺乏地質調查或調查數據不完整，一些設計者沒有深入施工現場，在路基設計過程中設計數據不準確，最終導致處理效果達不到預期目標。例如，由于缺乏關于持力層頂部標記的準確信息，開發商可能會在確定持力層的頂層和樁峰值時出錯。此外，在之前的勘探環節中，當調查人員指向點平面時，無法在局部硬層或軟層上形成完整清晰的透鏡反射，也無法確定是否存在隱藏的深層地下障礙物。因此，施工人員應首先開展環境調查、地質調查等工作，然后選擇科學的作業技術和地基處理方法。

5.2 提升施工人員的專業素質與技術水平

公路橋梁工程的施工質量首先受到施工單位實力和施工人員能力的影響。軟土地基的處理質量和效果很大程度上取決于施工人員的整體水平。因此，公路橋梁施工不僅要對當地環境有正確的判斷，對各種施工技術有充分的了解，高度重視先進技術和施工設備的引進和采購，還要注重施工隊伍的整體實力，確保在施工作業中充分發揮專業地基處理技術和現代化設備的優勢，確保施工效率和質量。

5.3 全面優化地基處理技術方案

鑒于公路橋梁施工和軟土處理具有一定的難度和較高的技術要求，施工人員必須認真查閱資料、反復論證，從安全、質量、施工進度等多方面進行分析，在進行方案設計的過程中應對路基路面的穩定性進行充分考慮，確保項目順利實施。根據巖土處理計劃，嚴格控制所有細節，包括確定處理方法、預測偏差、測量穩定性等，確保符合標準要求。不斷積累技術創新的理論數據和實踐經驗，創造性地應用、創新施工技術，取得良好的效益。

6 結語

綜上所述，加強公路橋梁軟土施工技術研究具有重要意義。相關人員應明確軟土工程的試驗、檢驗和處理要求，在此基礎上提出處理措施，確保基礎結構的穩定性，編制環境研究和初步施工設計，提高施工人員的專業素質和技術水平，全面優化地基技術方案。施工人員加固軟土地基時，需充分考慮土質和施工需要，靈活選擇處理技術，以達到施工目標。在處理過程中，可因地制宜地采用表面處理、砂墊層、土墊層、粉體堆積加固或爆破技術進行施工，充分改善軟土特性，確保施工的穩定性和安全性。